Nature發(fā)布帕金森病研究重要發(fā)現(xiàn)

日期：2013-11-26 09:05:09

美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）的科學家們利用RNA干擾（RNAi）技術，揭示了可能成為帕金森病治療新靶點的數(shù)十個基因。這些研究發(fā)現(xiàn)還有可能與線粒體損傷引起的其他幾種疾病相關。該研究在線發(fā)表在《自然》（Nature）雜志上。

該研究的領導者、美國國家神經(jīng)系統(tǒng)疾病和卒中研究所（NINDS）研究人員Richard Youle博士說：“我們發(fā)現(xiàn)了一個基因網(wǎng)絡，其有可能調(diào)控了功能失調(diào)線粒體的清理，這為促成帕金森病和其他疾病的新藥物靶點開啟了大門。”

線粒體是一種可利用氧將許多的化學燃料轉(zhuǎn)化為三磷酸腺苷（ATP）的細胞器，ATP是為細胞提供動力的主要能量來源。許多神經(jīng)系統(tǒng)疾病，包括帕金森病，以及恰克-馬利-杜斯氏癥（Charcot-Marie Tooth Syndrome）和共濟失調(diào)一類的運動疾病，都與幫助調(diào)控線粒體健康的基因有關。

一些帕金森病病例與parkin蛋白編碼基因突變有關，通常情況下parkin蛋白游走于細胞內(nèi)，將受損線粒體標記為廢物。隨后細胞溶酶體充當生物垃圾處理系統(tǒng)將受損的線粒體降解。已知的parkin突變可以阻礙標記，導致不健康的線粒體在身體中累積。

RNAi是一種發(fā)生在細胞內(nèi)幫助調(diào)控基因的自然過程。自1998年發(fā)現(xiàn)RNAi現(xiàn)象以來，科學家們一直將RNAi用作為一種工具，來調(diào)查基因功能以及它們與健康和疾病的關系。

Youle博士和同事們，與論文的共同作者、NCATS研究人員、NIH的RNAi設施主管Scott Martin博士展開了合作。這一RNAi干擾小組利用機器裝置將小干擾RNAs (siRNAs)導入到了人類細胞中，逐個關閉了近22,000個基因。他們隨后利用自動顯微鏡觀測了沉默每個基因?qū)τ?/SPAN>parkin標記線粒體能力的影響。

“NCATS的目標之一就是開發(fā)、利用和改良諸如RNAi篩查之類的創(chuàng)新性技術，利用其與整個NIH合作增進我們對人類疾病情況下基因功能的認識，”Martin博士說。

在這項研究中，研究人員利用RNAi篩查了人類細胞，鑒別出了幫助parkin標記損傷線粒體的一些基因。他們發(fā)現(xiàn)至少有4個基因：TOMM7、HSPAI1L、BAG4和SIAH3，有可能充當了輔助者。關閉TOMM7和HSPAI1L等一些基因可以阻止parkin加標記，而關閉BAG4和SIAH3等另一些基因則可促進parkin加標記。以往的研究顯示，其中許多基因編碼的蛋白或是存在于線粒體之中，或是幫助調(diào)控了泛素化過程。

接下來，研究人員在人類神經(jīng)細胞中對其中的一個基因進行了檢測。他們通過誘導多能干細胞技術利用來自人類的皮膚細胞構建出了這些神經(jīng)細胞。研究人員發(fā)現(xiàn)在神經(jīng)細胞中關閉TOMM7基因似乎也阻止了給線粒體加標記。進一步的實驗支持了：這些基因有可能是治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的新靶點。

Youle 博士說：“在包括神經(jīng)元在內(nèi)的多種細胞類型中，這些基因發(fā)揮著類似質(zhì)量控制因子的功能。鑒別出這些輔助基因為研究團體提供了一些新信息，有可能提高我們對于帕金森病和其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病的認識。”

本研究中的RNAi篩查數(shù)據(jù)可通過NIH的公共數(shù)據(jù)庫PubChem獲取，所有研究人員都有可能通過分析這一數(shù)據(jù)庫獲得有關在神經(jīng)系統(tǒng)疾病中功能失調(diào)線粒體作用的其他信息。

“這項研究顯示了最新的高通量遺傳技術是如何快速揭示有關基礎疾病機制的一些新認識的。我們希望這些結果將幫助世界各地的科學家們找到這些破壞性疾病的新療法，”NINDS主任Story Landis博士說。